第一章 成像技术与临床应用

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《医学影像学》

单击此处编辑母版标题样式 绪论 第一章 成像技术与临床应用1.1 X线成像 1.2 CT成像 1.3 MRI成像 1.4 超声成像 1.5 图像解读与形象诊断思维 1.6 图像存档和传输系统与信息放射学1

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单击此处编辑母版标题样式 绪论 医学影像检查技术是应用临床医学影像成 像设备，对病人进行检查并获得影像诊断 医生所需资料的检查技术。 医学影像检查技术主要包括内容：1. X线检查技术 2. CT检查技术 3. MR检查技术 4. 超声检查技术 5. 核医学成像检查技术 6. 图像存档和传输系统(PACS)Rehabilitation treatment technology2

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1.1单击此处编辑母版标题样式 X线成像 X线的本质：电磁辐射 常用X线诊断设备： X线机、数字X线摄影设备(DSA、 CR、DR)和X线计算机断层扫描设备( X线CT)等。 1.1.1 X线的特征 1.1.2 X线的成像原理 1.1.3 计算机X线摄影(CR) 1.1.4 直接数字化X线摄影系统(DR) 1.1.5 数字减影血管造影(DSA) 1.1.6 X线检查技术

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.1 X线的特征

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.1 X线的特征 X射线在电磁辐射中的特点属于高频率、波 长短的射线 X射线的频率约在3×1016~3×1020 Hz之 间，波长约在10~10-3nm之间 X线诊断常用的X线波长范围为0.008~ 0.031nm

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.1 X线的特征(1)X射线的穿透作用其贯穿本领的强弱与物质的性质有关

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.1 X线的特征(2)X射线的荧光作用X射线是肉眼看不见的，但当它照射某些物质 时，如磷、铂氰化钡、硫化锌、钨酸钙等，能够 使这些物质的原子处于激发态，当它们回到基态 时就能够发出荧光，这类物质称荧光物质。

医学中透视用的荧光屏、X射线摄影用的增感 屏、影像增强器中的输入屏和输出屏都是利用荧 光特性做成的。Rehabilitation treatment technology7

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.1 X线的特征(3)X射线的感光作用涂有溴化银的胶片，经X线照射后，可以感光，产生 潜影，经显、定影处理，感光的溴化银中的银离子 (Ag+) 被还原成

金属银(Ag),并沉淀于胶片的胶膜内。此金属银 的微粒，在胶片上呈黑色。而未感光的溴化银，在定影及 冲洗过程中，从X线胶片上被洗掉，因而显出胶片片基的 透明本色。依金属银沉淀的多少，便产生了黑和白的影像。 所以，感光效应是X线成像的基础。

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.1 X线的特征(4) X射线的电离作用X 射线虽然不带电，但具有足够能量的 X 光子能够撞 击原子中轨道电子，使之脱离原子产生一次电离。

电离作用也是X射线损伤和治疗的基础。

(5)X射线的生物效应生物组织经一定量的 X射线照射，会产生电离和激发， 使细胞受到损伤、抑制、死亡或通过遗传变异影响下一代， 这种现象称为X射线的生物效应。这个特性可充分应用在 肿瘤放射治疗中。Rehabilitation treatment technology9

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.2 X线的成像原理当高速带电粒子撞击物质受阻而突然减速时，能够产生 X 射线。医学影像诊断所用的X线产生设备是X线管(X-ray tube,球管)。 1.X射线的产生 X射线的产生需要的基本条件是：

(1)有高速运动的电子流；( 2)有阻碍带电粒子流运动的障碍物(靶),用来阻止 电子的运动，可以将电子的动能转变为 X射线光子的能量。

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.2 X线的成像原理X 射线的产生装置主要包括三部分： X 射线管、高压电源 及低压电源，如图3.2所示。

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.2 X线的成像原理2. X射线人体成像 使用 X 射线对人体进行照射，并对透过人体的 X 射线信息 进行采集、转换，并使之成为可见的影像，即为X射线人 体成像。 (1)X射线影像的形成 当一束强度大致均匀的 X射线投照到人体上时，X 射线一 部分被吸收和散射，另一部分透过人体沿原方向传播。由 于人体各种组织、器官在密度、厚度等方面存在差异，对 投照在其上的 X射线的吸收量各不相同，从而使透过人体 的 X 射线强度分布发生变化并携带人体信息，最终形成 X 射线信息影像。X射线信息影像不能为人眼识别，须通过 一定的采集、转换、显示系统将 X射线强度分布转换成可 见光的强度分布，形成人眼可见的X 射线影像。Rehabilitation treatment technology12

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.2 X线的成像原理

① 人体不同密度组织与X线成像的关系

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.2 X线的成像原理② 人体不同厚度组织与X线成像的关系

密度和厚度的差别是产生影像对比的基础，是X线成像的基本条件Rehabilitation treatment technology14

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.2 X线的成像原理2. X射线人体成像 (2)X射线的采集与显示 ① 医用X 射线胶片与增感屏 医用X射线胶片的主要特性是感光，即接受光照并产生化 学反应，形成潜影(latent image)。经过对有潜影的胶片处理(暗室处理：显影、定影等)。使胶片上的 潜影转变为可见的不同灰度(gray)分布像。 胶片感光层中的卤化银还原成金属银残留在胶片上，形成由金属银颗 粒组成的黑色影像。人体组织的物质密度高，则吸收 X射线多，在 X 射线照片上呈白影；反之，如果组织的物质密度低，则吸收X射线少， 在X射线照片上呈黑影。

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.2 X线的成像原理2. X射线人体成像 (2)X射线的采集与显示 ① 医用X 射线胶片与增感屏医用X射线增感屏为荧光增感屏，其增感原理为增感屏上的荧光物质 受到X射线激发后，发出易被胶片所接收的荧光，从而增强对X 射线 胶片的感光作用。 主要目的是：在实际 X 射线摄影中，仅有不到 10%的 X 射线光子能直 接被胶片吸收形成潜影，绝大部分X射线光子穿透胶片，得不到有效 的利用。因此需要利用一种增感方法来增加 X射线对胶片的曝光，以 缩短摄影时间，降低 X射线的辐射剂量。常采用的增感措施是在暗盒 中将胶片夹在两片增感屏(intensifying screen)之间，然后进行曝 光。

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.2 X线的成像原理2. X射线人体成像 (2)X射线的采集与显示 ② X射线电视系统 X 射线电视系统主要包括 X 射线影像增强器、光学图像分 配系统、含有摄像机与监视器的闭路视频系统与辅助电子 设备。

X射线影像增强管是影像增强器的核心部件。

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.3 计算机X线摄影(CR)计算机 X 线摄影( Computed Radiography , CR ) 是将X线透过人体后的信息记录在成像板(Image Plate,

IP)上，经读取装置读取后，由计算机以数字化图像信息的形式储存，再经过数字/模拟(D/A)转换

器将数字化信 息转换成图像的组织密度(灰度)信息，最后在荧光屏上 显示。其中，成像板是CR成像技术的关键。

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.3 计算机X线摄影(CR)1. 成像板(IP) 成像板( IP )是使用一种含有微量素铕( Eu2+ )的钡氟 溴化合物结晶制作而成能够采集(记录)影像信息的载体， 可以代替X线胶片并重复使用2-3万次。 当透过人体的 X线照射到 IP板上时可以使 IP板感光并形成 潜影以记录X线影像信息。 成像板的构造： (1)表面保护层。 (2)光激发发光物质层。 (3)基板(支持体)。 (4)背面保护层。Rehabilitation treatment technology19

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.3 计算机X线摄影(CR)2. CR 系统成像的基本过程 (1)影像信息的采集： (2)影像信息的读取： 与普通 X摄影相比较， CR的优点是：① 宽容度大，摄影 条件易选择。② 可降低投照辐射量：CR可在IP获取信息 的基础上自动调节放大增益，最大幅度地减少 X线曝光量， 降低病人的辐射损伤。③ 影像清晰度较普通片高。④ 对 影像可进行后处理，对曝光不足或过度的胶片可进行后期 补救。⑤ 可进行图像传输、存储。⑥由于激光扫描仪可 以对 IP 上的残留信号进行消影处理， IP 板可重复使用 2-3 万次。

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单击此处编辑母版标题样式 1.1.4 直接数字化X线摄影系统(DR)直接数字化X射线摄影(Digital Radiography,DR)是

在具有图像处理功能的计算机控制下，采用一维或二维的X 射线探测器直接把 X 射线信息影像转化为数字图像信息 的技术。 当前DR设备主要采用二维平板X射线探测器(flat panel detector,FPD),包括： (1)非晶态硅平板探测器 先经闪烁发光晶体转换成可见光，再转换为数字信号 (2)非晶态硒平板探测器 将X线直接转换成数字信号Rehabilitation treatment technology21

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